一起110 kV線路斷路器延時分閘故障分析

0 引言

高壓斷路器是切斷或閉合高壓回路的電氣設備，在電網中具有保護與控制的雙重作用，作為電力系統中重要的設備之一[1]，斷路器能否正確動作，不僅與其分合閘時間有關，且與其分合閘線圈兩端電壓大小和輸出時長密切相關。目前，國內電力系統并未將測試斷路器合分閘線圈兩端電壓這項內容作為周期性檢測項目，筆者針對一起 線路斷路器后加速延時分閘故障，根據保護動作、現場檢查和試驗情況，提出了利用便攜式錄波裝置測試機構分閘線圈兩端電壓的方法，判斷斷路器延遲分閘是一次機構還是二次保護的原因，提出了針對性的防范措施，以保證電力系統的安全穩定運行[2-3]。

1 事故過程

2023-12-24T14：35，一輛風機運送車由于風機葉片過高觸碰電力線路， 110kV DM線A相接地，線路保護動作、重合，經后加速跳閘。錄波分析發現，后加速動作至開關跳開時長 ，不符合定值整定時長。故障后相關保護動作情況如表1所示。

2 現場檢查和試驗方法

2.1 現場檢查

設備基本情況： 110kV 線路斷路器智能終端為長園深瑞PRS-7389；保護為長園深瑞PRS-723-D；開關為上海西電 斷路器，出廠時間為2012年；額定短路開斷電流 40kA ，額定分閘時間小于 ，額定合閘時間小于 。現場檢查保護報文及故障錄波器報文情況，如表1、圖1所示。

注：測距0012.8表示故障點在 處，此時的母線電壓A相 為0V，零序電流 為0A。

從故障錄波器報文來看， 開關分閘線圈勵磁， TWJ動作， 2075ms 合閘線圈勵磁， HWJ動作， 分閘線圈勵磁， TWJ動作。可知后加速階段，分閘線圈勵磁時間符合整定時長，但TWJ動作時間慢了近 。由此可見，保護裝置沒有問題。

2.1.1 保護報文和故障錄波報文動作情況分析

1）以出現A相短路電流的時間作為 ，此時是短路接地的時刻，短路電流有效值約2A，觸發零序過流保護I（定值 ， （保護顯示316ms）零序Ⅱ段保護動作， 時A相電流消失，推得斷路器動作時長約 ，一切正常。

2）重合閘（時間定值2s）在 （保護顯示

2390ms） 動作，此時距保護動作過了 2075ms，2456ms 時A相電流又出現，有效值2A，推得斷路器動作時長約 ，一切正常。

零序過流加速動作，此時距故障電流再次出現 ，但開關并未迅速跳開；2774ms時零序過流ⅡI段動作（時間定值 ，此時距故障電流再次出現 0

4）2913ms時A相電流突增到7A，此時事故現場汽車爆胎，接地電阻大幅減小； 距離I段保護動作（時間定值0s），此時距故障電流增大 . 時距離ⅡI段加速動作（時間定值 ，此時距故障電流增大 時距離ⅡI段動作（時間定值 ，此時距故障電流增大 時零序過流保護III、IV段動作（時間定值 ，此時距故障電流再次出現908ms；3960ms時零序過流保護I段動作（時間定值 ，此時距故障電流增大 。

54353ms時TWJ置1，開關跳開，此時距零序過流加速動作過去1 ，開關動作有異常延時。

2.1.2 智能終端報文動作情況分析

由智能終端報文（圖2）可知， 智能終端發出了GOOSE跳閘1命令，且在 后收到了控制回路斷線的報文，說明斷路器常閉輔助接點正常斷開，智能終端正常。但智能終端直到 才收到開入10（斷路器跳位）信號，于是將故障范圍確定在開關機構內。

2.2 試驗方法

通過對斷路器的動作原理分析得知，當分閘電磁鐵的動作電壓大小或動作電壓輸出時長不滿足要求時，會使斷路器延時分閘或拒分。為分析分閘電磁鐵的動作電壓大小和時長是否滿足要求，進行了如下試驗：

1）控制回路絕緣電阻測試。切斷斷路器的直流操作電源，用500V絕緣電阻表測量，絕緣電阻無明顯下降。

2）測試分閘線圈兩端電壓情況。通過將機構內分閘線圈Y2兩端A1和A2節點采回至便攜式錄波裝置（WY9B），查看防跳試驗時線圈兩端電壓波形。

起始狀態：開關在分位，分閘線圈Y2兩端電壓均為-110V，此時錄波器內顯示電壓差為 o

防跳試驗時：開關合上后，跳閘回路導通， 后，分閘線圈Y2兩端電壓差升至 o

此電壓一直持續到1696ms時，此時開關跳開（跳閘回路斷開），隨后電壓降為 。與站內錄波器開關位置波形一致，如圖3、圖4所示。通過便攜式錄波裝置波形可以判斷出開關機構內分閘線圈在開關合上的瞬間 ，兩端電壓差達到 ，分閘線圈兩端動作電壓滿足要求。

3 DM線跳閘原因分析

通過調取現場錄波和后臺信息可知，保護動作及智能終端動作錄波正常。現場調閱智能終端報文，發生故障后，智能終端發出GOOSE跳閘命令之后 ，出現DM線“控制回路斷線”告警信號，HWJ已經返回，由此可以判斷當時智能終端跳閘回路的出口電壓已經送出。

結合現場檢查和例行試驗，MZ變 110kV DM線故障后加速分閘延時，應與斷路器液壓機構操作性能有關。

4 結論及建議

針對 MZ變 110kV DM線路斷路器后加速分閘延時故障，試驗人員根據現場故障錄波報文、智能終端報文、保護動作信息及試驗分析，可判定該起故障的發生主要是因為斷路器液壓機構內部存在缺陷，造成斷路器分閘延時。針對此類故障，結合上述分析提出以下建議：

1）對該型號的斷路器進行全面排查，加強監視與維護。2）收集整理原始試驗數據及歷史試驗數據，做好橫向分析、縱向對比，以便及時發現問題[4]。

[參考文獻]

[1]翁新林，秦文紅，張小平，等.一起220kVSF斷路器延遲分閘故障分析[J].高壓電器，2017，53（10）：246-251.

[2]羅云照，黃志雄.斷路器分合閘裝置故障導致的跳閘分析及處理[J].貴州電力技術，2011，14（10）：41-44.

[3」黃瑋，胡宏宇，陳開群，等.500kV變電站220kV線路斷路器延時分閘故障分析[J].水電能源科學，2012，30（9）：145-147.

[4]郭躍東，郭麗華，張濤，等.斷路器延時分閘的原因及預防措施[J].電世界，2016，57（8）：28.